高边坡稳定的裂隙系统渗流与离散元藕合分析

以岩体裂隙网络模型生成技术为基础，研究耦合裂隙系统非稳定渗流模型和离散元力学模型进行岩质高边坡稳定性的分析方法。揭示了裂隙水力开度的分布规律和生成技术；建立了主干裂隙和随机网络状裂隙的三维渗流模型并进行实验检验；提出了运用裂隙系统几何参数计算岩体各项异性渗透系数方法；建立了包容主干革命裂隙和网络状裂隙的连续介质与离散介质耦合渗流分析实用模型；实现动态非稳定渗流与静态岩体离散元力学模型的耦合，克服了国内外同类研究中存在的重大缺欠。形成了从岩体裂隙网络模拟生成到裂隙渗流模拟再到岩体边坡稳定分析的完整研究方法，推动裂隙岩体渗流和高边坡稳定性分析研究跨上新台阶。研究成果在多项实际水电工程中得到应用。

基金项目“流变断裂与瞬态渗流对高边坡稳定的影响”在三年研究工作中完成了研究计划。研究工作中提出了一个描述岩体中裂纹流变扩展的新的力学模型。结合岩体工程实际，对三陕船闸岩体高边坡的流变性状进行了有限元分析。在核心期刊、国际、国内学术会议上发表6篇文章，并将在科学业出版社出版，“岩石介质流变学”一书 。本项研究工作中提出的岩体流变断裂的模型和分析岩体高边坡长期稳定性的有限元计算分析的方法，不仅对发展岩体断裂力学，岩体流变学有较大的学术意义，而且还对岩体高边坡的稳定性分析与岩体工程的优化设计有较大的应用价值。

本项课题研究内容为裂隙岩体渗流应力耦合特性及分析研究，以试验为基，注重理论分析和归纳。通过渗流应力耦合试验，提出渗流应力耦合关系式，并用于龙滩高碾压砼坝断面优化招标设计。首次提出裂隙岩体四自由度全耦合分析方法，突破目前普遍采用的渗流场和应力场分开计算，交叉迭代的计算程式，成为目前较完善的分析方法，编制了相应程序可资历应用，完成交叉裂隙水流模型试验，建立了交叉水流局部水头损失的理论模式及相应的修正系数，改进完善了网络渗流的计算，澄清了网络裂隙水流计算中是否要考虑交叉引起的水冰损失的争论。本研究丰富了岩石力学内容，促进裂隙水力学发展起到积极作用。成果理论水平高，有较好的应用前景。培养了高层次人才。 2100433B